一種設備振動數(shù)據(jù)處理方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及設備在線監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種設備振動數(shù)據(jù)處理方法、裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年來，像電力、石油化工、冶金等行業(yè)的大型、高速旋轉(zhuǎn)機械設備種類日趨繁多，結(jié)構(gòu)也愈加復雜，其故障的頻發(fā)不僅給企業(yè)的生產(chǎn)帶來巨大損失，而且還可能造成重大事故。這些設備的維修難度較大，也會占用大量人力和物力。隨著計算機技術(shù)及數(shù)字信號處理技術(shù)的迅速發(fā)展，機械設備振動監(jiān)測與遠程故障診斷技術(shù)正在被企業(yè)所應用。振動監(jiān)測和遠程故障診斷技術(shù)通過傳感器收集設備工作時的振動數(shù)據(jù)并對振動數(shù)據(jù)進行分析診斷，從而判斷設備的運行狀態(tài)和可能出現(xiàn)的故障。與傳統(tǒng)的設備計劃維修方式相比，振動監(jiān)測和遠程故障診斷技術(shù)存在諸多優(yōu)勢。首先，不需要維護人員在現(xiàn)場檢查設備，不僅可以節(jié)省人力成本，而且尤其適用于一些環(huán)境惡劣的場合，如沙漠、化工廠。其次，根據(jù)收集的振動數(shù)據(jù)做出的故障診斷更加精確可靠，甚至可以在設備尚未出現(xiàn)明顯故障時判斷出故障隱患。
[0003]目前，在對于各種機械設備的振動數(shù)據(jù)處理策略中，一般實施數(shù)據(jù)的定點采集與保存，也就是設置一個時間間隔，然后固定在每個時間間隔點進行振動數(shù)據(jù)采集，并將采集的振動數(shù)據(jù)提供給故障診斷中心進行診斷。然而，這種策略僅適用于諸如汽輪發(fā)電機組這樣的穩(wěn)態(tài)設備，即運行時轉(zhuǎn)速等參數(shù)變化不大的設備，并不適合非穩(wěn)態(tài)設備。非穩(wěn)態(tài)設備在運行時轉(zhuǎn)速等參數(shù)變化較大，典型示例是風力發(fā)電機組。風力發(fā)電機組的運行受到風的影響，機組的轉(zhuǎn)速處于隨機的波動狀態(tài)，難以找到規(guī)律。使用上述振動數(shù)據(jù)的定點采集策略，可能會導致這樣的情況，即在某個時間點采集的振動數(shù)據(jù)，其對應的機組轉(zhuǎn)速非常低，難以進行設備狀態(tài)的有效分析，或者在一段時間內(nèi)機組轉(zhuǎn)速可能存在很大的波動，這段時間內(nèi)采集的振動數(shù)據(jù)也同樣難以進行設備狀態(tài)分析，甚至可能被作為誤信號處理。
[0004]因此，需要一種適應非穩(wěn)態(tài)設備的振動數(shù)據(jù)處理機制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于此，本發(fā)明提供了一種新的設備振動數(shù)據(jù)處理方案，以力圖解決或至少緩解上面存在的問題。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種設備振動數(shù)據(jù)方法，該方法包括:接收在第一采樣周期采集的設備的振動數(shù)據(jù)，該振動數(shù)據(jù)與設備在該第一采樣周期的設備轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速波動關(guān)聯(lián)；確定與該振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的設備轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速波動是否滿足第一規(guī)則；如果與該振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速波動滿足第一規(guī)則，則緩存該振動數(shù)據(jù)；在接下來的采樣周期上重復上述接收、確定和緩存步驟，直到緩存了滿足第一規(guī)則的另一采樣周期的振動數(shù)據(jù)；根據(jù)與至少轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速波動關(guān)聯(lián)的第二規(guī)則，在依次緩存的這兩個采樣周期上的振動數(shù)據(jù)中選擇其中一個振動數(shù)據(jù)并保留所選擇的振動數(shù)據(jù)。
[0007]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設備振動數(shù)據(jù)處理方法中，還包括:在后繼的采樣周期上重復上述接收、確定和緩存步驟；以及對依次緩存的后繼采樣周期上的振動數(shù)據(jù)重復上述選擇并保留步驟；直至到達第N個采樣周期為止，存儲并輸出所選擇的振動數(shù)據(jù)。
[0008]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設備振動數(shù)據(jù)處理方法中，其中第一規(guī)則包括與振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的設備轉(zhuǎn)速處于預定轉(zhuǎn)速區(qū)間，以及與振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速波動處于預定轉(zhuǎn)速波動區(qū)間。
[0009]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設備振動數(shù)據(jù)處理方法中，其中預定轉(zhuǎn)速區(qū)間包括第一轉(zhuǎn)速子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速子區(qū)間，預定轉(zhuǎn)速波動區(qū)間包括與第一轉(zhuǎn)速子區(qū)間對應的第一轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間、與第二轉(zhuǎn)速子區(qū)間對應的第二轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間和與第三轉(zhuǎn)速子區(qū)間對應的第三轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間。
[0010]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設備振動數(shù)據(jù)處理方法中，還包括:根據(jù)對設備在預定時間段上采集的振動數(shù)據(jù)統(tǒng)計獲得第一轉(zhuǎn)速子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速子區(qū)間，以及對應的第一轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間。
[0011 ] 可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設備振動數(shù)據(jù)處理方法中，其中獲得步驟包括:根據(jù)預定轉(zhuǎn)速區(qū)間和預定轉(zhuǎn)速波動區(qū)間篩選預定時間段上采集的振動數(shù)據(jù)；將與經(jīng)過篩選的振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速按從高到低的順序劃分為第一轉(zhuǎn)速子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速子區(qū)間；根據(jù)第一轉(zhuǎn)速子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速子區(qū)間中的振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速波動的數(shù)字范圍分別確定第一轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間。
[0012]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設備振動數(shù)據(jù)處理方法中，其中設備包括風力發(fā)電機組，預定轉(zhuǎn)速區(qū)間為200RPM至1900RPM，預定轉(zhuǎn)速波動區(qū)間為O至100RPM。
[0013]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設備振動數(shù)據(jù)處理方法中，其中劃分第一轉(zhuǎn)速子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速子區(qū)間的步驟包括:將經(jīng)過篩選的振動數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)速的前%的部分劃分為第一轉(zhuǎn)速子區(qū)間，將接下來a2%的部分劃分為第二轉(zhuǎn)速子區(qū)間，將接下來a3%的部分劃分為第三轉(zhuǎn)速子區(qū)間，其中70%彡&1%+&2%+&3%彡100%，20%彡&1%彡40%，20%^ a2%^ 40%,20%^ a3%^ 40%。
[0014]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設備振動數(shù)據(jù)處理方法中，其中第二規(guī)則包括在前一采樣周期上的振動數(shù)據(jù)與當前采樣周期上的振動數(shù)據(jù)中選擇其關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速大的振動數(shù)據(jù)。
[0015]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設備振動數(shù)據(jù)處理方法中，其中第二規(guī)則還包括在前一采樣周期上的振動數(shù)據(jù)與當前采樣周期上的振動數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速相等時，選擇其關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速波動小的振動數(shù)據(jù)。
[0016]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設備振動數(shù)據(jù)處理方法中，其中振動數(shù)據(jù)還與設備在采集該振動數(shù)據(jù)的采樣周期的設備輸出功率關(guān)聯(lián)，第二規(guī)則還包括在前一采樣周期上的振動數(shù)據(jù)與當前采樣周期上的振動數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速相等且轉(zhuǎn)速波動相等時，選擇其關(guān)聯(lián)的輸出功率大的振動數(shù)據(jù)。
[0017]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設備振動數(shù)據(jù)處理方法中，其中第二規(guī)則還包括在前一采樣周期上的振動數(shù)據(jù)與當前采樣周期上的振動數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速相等、轉(zhuǎn)速波動相等以及輸出功率相等時，選擇前一采樣周期上的振動數(shù)據(jù)。
[0018]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設備振動數(shù)據(jù)處理方法中，其中采樣周期為300-60000mso
[0019]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設備振動數(shù)據(jù)處理方法中，其中N的范圍為5至288000。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種設備振動數(shù)據(jù)處理裝置，包括:接收模塊，適于接收在第一采樣周期采集的設備的振動數(shù)據(jù)，該振動數(shù)據(jù)與設備在該第一采樣周期的設備轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速波動關(guān)聯(lián)；運算模塊，適于確定與該振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的設備轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速波動是否滿足第一規(guī)則；緩存模塊，適于如果運算模塊確定與該振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速波動滿足第一規(guī)則，緩存該振動數(shù)據(jù)；接收模塊還適于在接下來的采樣周期上重復接收采集的設備的振動數(shù)據(jù)，運算模塊還適于在接下來的采樣周期上重復確定與振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的設備轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速波動是否滿足第一規(guī)則，緩存模塊還適于在接下來的采樣周期上重復如果運算模塊確定與振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速波動滿足第一規(guī)則，緩存該振動數(shù)據(jù)，直到緩存模塊緩存了滿足第一規(guī)則的另一采樣周期的振動數(shù)據(jù)；以及運算模塊還適于根據(jù)與至少轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速波動關(guān)聯(lián)的第二規(guī)則，在依次緩存的這兩個采樣周期上的振動數(shù)據(jù)中選擇其中一個振動數(shù)據(jù)并保留所選擇的振動數(shù)據(jù)。
[0021]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設備振動數(shù)據(jù)處理裝置中，其中，接收模塊還適于在后繼的采樣周期上重復接收采集的設備的振動數(shù)據(jù)，運算模塊還適于在后繼的采樣周期上重復確定與振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的設備轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速波動是否滿足第一規(guī)則，緩存模塊還適于在后繼的采樣周期上重復如果運算模塊確定與振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速波動滿足第一規(guī)則，緩存該振動數(shù)據(jù)，直到所述緩存模塊緩存了滿足第一規(guī)則的另一采樣周期的振動數(shù)據(jù)；以及運算模塊還適于根據(jù)與至少轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速波動關(guān)聯(lián)的第二規(guī)則，在依次緩存的后繼采樣周期上的振動數(shù)據(jù)中選擇其中一個振動數(shù)據(jù)并保留所選擇的振動數(shù)據(jù)，直至到達第N個采樣周期為止，存儲并輸出所選擇的振動數(shù)據(jù)。
[0022]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設備振動數(shù)據(jù)處理裝置中，其中第一規(guī)則包括與振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的設備轉(zhuǎn)速處于預定轉(zhuǎn)速區(qū)間，以及與振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速波動處于預定轉(zhuǎn)速波動區(qū)間。
[0023]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設備振動數(shù)據(jù)處理裝置中，其中所述預定轉(zhuǎn)速區(qū)間包括第一轉(zhuǎn)速子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速子區(qū)間，所述預定轉(zhuǎn)速波動區(qū)間包括與第一轉(zhuǎn)速子區(qū)間對應的第一轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間、與第二轉(zhuǎn)速子區(qū)間對應的第二轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間和與第三轉(zhuǎn)速子區(qū)間對應的第三轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間。
[0024]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設備振動數(shù)據(jù)處理裝置中，所述運算模塊還適于根據(jù)對設備在預定時間段上采集的振動數(shù)據(jù)統(tǒng)計獲得所述第一轉(zhuǎn)速子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速子區(qū)間，以及對應的第一轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間。
[0025]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設備振動數(shù)據(jù)處理裝置中，運算模塊還適于根據(jù)預定轉(zhuǎn)速區(qū)間和預定轉(zhuǎn)速波動區(qū)間篩選預定時間段上采集的振動數(shù)據(jù)；還適于將與經(jīng)過篩選的振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速按從高到低的順序劃分為第一轉(zhuǎn)速子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速子區(qū)間；以及根據(jù)第一轉(zhuǎn)速子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速子區(qū)間中的振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速波動的數(shù)字范圍分別確定第一轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間。
[0026]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設備